استفاده از یک لایه نازک به همراه یک سوئیچ میتواند عملکرد باتریهای یون لیتیم را در دماهای زیر صفر افزایش دهد. با این روش عملکرد باتری در دمای منفی ۳۰ درجه سانتیگراد، ۶ برابر افزایش مییابد.
لایه نازکی که عملکرد باتری در دمای زیر صفر درجه را ۶ برابر افزایش میدهد
محققان دانشگاه پنسیلوانیا روشی برای وارد کردن فویلهای فلزی به داخل باتریهای یون لیتیم ارائه کردند. با این کار میتوان مقاومت حرارتی باتری را بهبود داد و در نهایت عملکرد آن را افزایش داد. کاهش کارایی باتری با کاهش دما یکی از مسائلی است که کاربرد این ادوات را محدود کرده است.
چاو یانگ وانگ از محققان این پروژه میگوید: «ما ایدههای مختلفی را آزمایش کردیم و در کمال تعجب دریافتیم که تنها استفاده از یک فیلم نازک فلزی میتواند مشکل را حل کند. یانگ که ۲۰ سال تجربه کار روی باتریها و پیلها سوختی را دارد معتقد است که عملکرد پایین باتریها در دمای زیر صفر موجب محدود شدن دایره کاربرد این باتریها شده است. برای حل این مشکل باید از فیلمهای فلزی در سلولهای یون لیتیم استفاده کرد. با قرار دادن یک سوئیچ سیستم به راحتی قابل کنترل است.
با روشن شدن سوئیچ جریان از فویل عبور کرده و موجب گرم شدن سیستم و افزایش دما به بالای نقطه انجماد خواهد شد؛ با خاموش کردن سوئیچ جریان قطع میشود. این ابزار در مدت ۲۰ تا ۳۰ ثانیه عمل میکند. با افزودن این سوئیچ تنها ۱٫۵ درصد وزن و ۰٫۰۴ درصد هزینه تولید افزایش مییابد در حالی که در دمای منفی ۳۰ درجه سانتیگراد عملکرد ۶ برابر خواهد شد.
پیش از این از یک منبع گرمادهی خارجی برای گرم کردن باتری استفاده شده بود، اما به دلیل صرف انرژی بالا و گران بودن با شکست مواجه شده بود. وانگ میگوید: «برای تولید توان بالا، شما لازم است که محل تماس الکتروشیمیایی را گرم کنید. در این بخش جرم کمی وجود داشته و حرارت اندکی تولید میشود. با گرم کردن مستقیم الکترولیت، تمام باتری فعال شده و مصرف انرژی برای گرم کردن باتری به حداقل میرسد.»
یکی از مزایای این سیستم، سادگی آن است که میتواند روی تجاریسازی این فناوری تأثیر به سزایی داشته باشد.
